วันที่ ๒๒เดือน กุมภาพันธ์ พ.ศ.๒๕๕๙
ที่มา : นิรันดร์ สุวรัตน์. สรุปฟสิกส์ ม.ปลาย.พิมพ์ครั้งที่๓. กรุงเทพฯ : เพิ่มทรัพย์ การพิมพ์.๒๕๕๓. หน้า ๓๕-๔๕
เรื่อง รังสีในชีวิตประจำวัน
กัมมันตภาพรังสีเป็นส่วนหนึ่งของโลก และอยู่คู่กับโลกตลอดมา
วัตถุที่มีกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ มีอยู่ทั้งที่เปลือกโลก
ที่พื้นและที่ผนังของบ้าน โรงเรียน ที่ทำงาน ในอาหารที่เรารับประทาน
และในน้ำที่เราดื่ม มีก๊าซกัมมันตรังสีในอากาศที่เราหายใจ ภายในร่างกายของเรา
ที่กล้ามเนื้อ กระดูกและเนื้อเยื่อ
ล้วนแต่มีธาตุที่มีกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติประกอบอยู่ด้วย
คนเราได้รับจากธรรมชาติตลอดเวลา ทั้งรังสีที่เกิดจากพื้นโลกและรังสีที่มาจากนอกโลก
รังสีที่มาจากนอกโลกที่เราได้รับ เรียกว่า รังสีคอสมิก (cosmic rays)
เราได้รับรังสีที่มนุษย์ผลิตขึ้นเช่นกัน เช่น รังสีเอกซ์
ซึ่งเป็นรังสีที่ใช้ในการวินิจฉัยโรค และใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง ฝุ่นกัมมันตรังสี
(fallout) จากการทดลองระเบิดนิวเคลียร์
รวมทั้งวัสดุกัมมันตรังสีปริมาณเล็กน้อยที่เล็ดรอดออกสู่สิ่งแวดล้อม
จากโรงไฟฟ้าถ่านหิน
และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็เป็นต้นกำเนิดรังสีที่คนเราได้รับเช่นกัน
กัมมันตภาพรังสี (radioactivity) เป็นคำที่ใช้เรียกการแตกตัว
(disintegration) ของอะตอม คุณสมบัติของอะตอม
แสดงด้วยจำนวนโปรตอนในนิวเคลียส ธาตุในธรรมชาติบางชนิดไม่เสถียร
ทำให้นิวเคลียสมีการแตกตัว หรือสลายตัว (decay) ซึ่งเป็นการปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสี
ปรากฏการณ์นี้ เรียกว่า กัมมันตภาพรังสี
และเรียกนิวเคลียสของอะตอมที่มีกัมมันตภาพรังสีว่า นิวไคลด์ (nuclei) กัมมันตรังสี การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี
แสดงด้วยหน่วยที่เรียกว่า เบคเคอเรล (becquerels) หนึ่งเบคเคอเรล
เท่ากับการปลดปล่อยรังสีออกมาหนึ่งครั้งต่อวินาที
นิวไคลด์กัมมันตรังสี (radionuclide) มีการสลายตัวด้วยอัตราจำเพาะที่มีค่าคงที่
โดยไม่มีผลกระทบเกิดจากปัจจัยภายนอก เช่น อุณหภูมิ หรือความดัน
ช่วงเวลาที่นิวไคลด์กัมมันตรังสีสลายตัวลดลงเหลือครึ่งหนึ่ง เรียกว่า ครึ่งชีวิต (half-life) ซึ่งจะแตกต่างกันในธาตุที่มีกัมมันตรังสีแต่ละชนิด
โดยมีค่าตั้งแต่เศษเสี้ยวของวินาที ไปจนถึงเป็นพันล้านปี ตัวอย่างเช่น ไอโอดีน-๑๓๑ (I-๑๓๑) มีครึ่งชีวิต ๘ วัน
ขณะที่ยูเรเนียม-๒๓๘ (U-๒๓๘) ซึ่งปัจจุบัน
มีปริมาณเล็กน้อยในโลก มีครึ่งชีวิต ๔.๕ พันล้านปี
โปแตสเซียม-๔๐ (K-๔๐) ซึ่งเป็นแหล่งกัมมันตภาพรังสีหลักในร่างกายเรา
มีครึ่งชีวิต ๑.๔๒ พันล้านปี
รังสีจากสิ่งแวดล้อมที่คนเราได้รับในแต่ละวัน
ชนิดของรังสี
คำว่า รังสี (radiation) เป็นคำกว้างๆ
โดยรวมถึงแสงและคลื่นวิทยุด้วย แต่ในบทความนี้ จะหมายถึงเฉพาะ
รังสีที่ทำให้เกิดการไอออไนซ์ (ionizing) ซึ่งหมายถึงการที่รังสีเคลื่อนที่ผ่านเข้าไปในวัตถุ
แล้วทำให้เกิดประจุไฟฟ้าหรือไอออน ในเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต
ไอออนที่เกิดจากรังสี สามารถทำให้เกิดผลกระทบต่อกระบวนการทางชีววิทยาได้
รังสีมีหลายชนิด แต่ละชนิดมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน
รังสีที่ทำให้เกิดการไอออไนซ์ โดยทั่วไปจะหมายถึง
รังสีอัลฟา (alpha
radiation) ประกอบด้วยอนุภาคมีประจุและมีมวลมาก
ปลดปล่อยออกมาจากอะตอมของธาตุหนักบางชนิด เช่น ยูเรเนียม และเรเดียม
รังสีอัลฟาสามารถหยุดยั้งได้ด้วยแผ่นกระดาษ หรือเนื้อเยื่อบางๆ
ที่ผิวหนังชั้นนอกของเรา แต่ถ้าวัสดุที่ให้รังสีอัลฟาเข้าไปภายในร่างกายของเรา
อาจจะโดยการหายใจ การกินหรือการดื่ม
สามารถที่จะเกิดปฏิกิริยาโดยตรงกับเนื้อเยื่อภายใน
และอาจทำให้เกิดความเสียหายกับเซลล์ได้
รังสีบีต้า (beta radiation) มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับอิเล็กตรอน
สามารถผ่านเข้าไปในวัตถุได้มากกว่าอนุภาคอัลฟา
และสามารถผ่านตัวกลางที่เป็นน้ำได้ประมาณ ๑-๒ เซนติเมตร
โดยทั่วไปแผ่นอลูมิเนียมความหนาไม่กี่มิลลิเมตรก็สามารถหยุดรังสีบีต้าได้
รังสีแกมมา (gamma rays) เป็นคลื่นแม่เหล้กไฟฟ้าเช่นเดียวกับรังสีเอกซ์ แสง และคลื่นวิทยุ
รังสีแกมมาสามารถเคลื่อนที่ผ่านร่างกายคนไปได้
แต่หยุดได้ด้วยผนังคอนกรีตหรือตะกั่วหนาๆ โดยขึ้นกับพลังงานของรังสี
รังสีนิวตรอน (neutrons) เป็นอนุภาคไม่มีประจุ และไม่ทำให้เกิดการไอออไนซ์โดยตรง
แต่สามารถทำปฏิกิริยากับอะตอมของวัตถุ แล้วทำให้เกิดรังสีอัลฟา รังสีบีต้า
รังสีแกมมา หรือรังสีเอกซ์ ซึ่งทำให้เกิดการไอออไนซ์ได้
รังสีนิวตรอนสามารถผ่านวัตถุได้ดี แต่จะหยุดลงได้ด้วยคอนกรีตหนา น้ำ หรือพาราฟิน (paraffin)
เราไม่สามารถมองเห็นหรือสัมผัสได้กับรังสี แต่สามารถตรวจจับ
หรือวัดปริมาณได้ด้วยเครื่องมือวัดรังสี
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น